KR100443901B1 - Thin film transistor type photo sensor and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 감지소자에 관한 것으로, 광 감지소자에 있어서 스토리지 캐패시터의 제 1 전극을 소정의 방법으로 설계하여 빛을 투과시키는 윈도우 및 스토리지 캐패시터의 용량을 최대화하는데 그 목적이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photosensitive device, which aims to maximize the capacity of a window and storage capacitor through which light is transmitted by designing a first electrode of a storage capacitor in a predetermined method.
본 발명은 박막 트랜지스터형 광 감지소자에 있어서 제 1 스토리지 전극과 상기 제 1 스토리지 전극과 제 2 스토리지 전극을 포함하며 전하를 축적하는 스토리지 캐패시터와; 스위치 게이트 전극과 스위치 소스 배선의 일측에 형성된 스위치 소스 전극과 드레인 전극을 포함하고, 상기 스토리지 캐패시터에 축적된 전하의 방출을 제어하는 스위칭 박막 트랜지스터와; 빛을 받아 광전류를 생성하여 상기 스토리지 캐패시터로 전하를 공급하며, 센서 게이트 전극과 센서 드레인 배선의 일측에 형성된 센서 드레인 전극과 센서 소스 전극을 포함하고, 채널의 너비가 실질적으로 상기 스위치 소스 배선과 상기 센서 드레인 배선과, 상기 스위치 소스 배선 및 상기 센서 드레인 배선과 상기 제 2 스토리지 전극 사이의 이격된 부분을 제외한 나머지 부분으로 정의되는 센서 박막 트랜지스터와; 빛을 투과시키는 윈도우를 포함하는 박막 트랜지스터형 광 감지소자에 관해 개시하고 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thin film transistor type photosensitive device, comprising: a storage capacitor including a first storage electrode, the first storage electrode, and a second storage electrode; A switching thin film transistor including a switch source electrode and a drain electrode formed on one side of the switch gate electrode and the switch source wiring, and for controlling the emission of charge accumulated in the storage capacitor; It receives light to generate a photocurrent to supply charge to the storage capacitor, and includes a sensor drain electrode and a sensor source electrode formed on one side of the sensor gate electrode and the sensor drain wiring, the channel width is substantially the width of the switch source wiring and the A sensor thin film transistor including a sensor drain wiring and a portion other than a spaced portion between the switch source wiring and the sensor drain wiring and the second storage electrode; A thin film transistor type photosensitive device including a window through which light is transmitted is disclosed.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터를 이용한 광 감지소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 박막 트랜지스터형 광 감지소자에서 전하를 저장하는 스토리지 캐패시터에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive device using a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a storage capacitor for storing charge in a thin film transistor type photosensitive device.
일반적으로 광 감지소자(photo sensor)는 팩시밀리(facsimile), 디지털 복사기(digital copying machine)등의 영상처리 장치에서 영상판독기(image reader)로 사용된다.In general, a photo sensor is used as an image reader in an image processing apparatus such as a facsimile or a digital copying machine.
또한, 정보화 시대로 발전함에 따라 개인을 식별해서 인식하는 인식장치인 지문 감식기에도 적용되고 있다.In addition, as the information age has evolved, it has been applied to a fingerprint reader, which is a recognition device for identifying and recognizing individuals.
이러한 영상 판독기로 사용되는 광 감지소자는 내부 광원으로부터 빛을 받아피사체에 반사된 빛의 세기에 따라 전하를 저장하고, 저장된 전하를 구동회로를 통해서 외부로 출력하는 장치이다.The photosensitive device used as the image reader is a device that receives light from an internal light source, stores charges according to the intensity of light reflected on a subject, and outputs the stored charges to the outside through a driving circuit.
상술한 바와 같이 빛을 받아 동작하는 광 감지소자는 박막 트랜지스터를 사용할 수 있으며, 이 때 광 감지소자의 감지부로 사용되는 박막 트랜지스터의 반도체층은 비정질 실리콘을 사용할 수 있다. 이는 비정질 실리콘이 빛에 민감한 성질을 띠고있기 때문이다. 이러한 비정질 실리콘은 암 전기 전도도가 작고 광 전기 전도도가 큰 전기적 성질을 갖고있다.As described above, the photosensitive device operating by receiving light may use a thin film transistor. In this case, the semiconductor layer of the thin film transistor used as the sensing unit of the photosensitive device may use amorphous silicon. This is because amorphous silicon is sensitive to light. Such amorphous silicon has electrical properties of low dark electrical conductivity and high photoelectric conductivity.
비정질 실리콘에 빛이 입사되면 내부적으로는 전자-정공 쌍(electron-hole pair)의 캐리어(carrier)가 생성되고 이에 따라 비정질 실리콘층의 비저항이 감소하여 전류를 흐를 수 있게 한다.When light is incident on amorphous silicon, carriers of electron-hole pairs are generated internally, and thus the resistivity of the amorphous silicon layer is reduced to allow current to flow.
전술한 바와 같이 비정질 실리콘의 암 상태와 광 상태에서의 전기적 성질을 이용한 장치가 박막 트랜지스터형 광 감지소자이다.As described above, a device using the electrical properties in the dark state and the optical state of amorphous silicon is a thin film transistor type photosensitive device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 일반적인 박막 트랜지스터형 광 감지소자의 구성과 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the general thin film transistor type photosensitive device.
도 1은 일반적인 박막 트랜지스터형 광 감지소자의 한 픽셀에 대한 평면도를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터형 광 감지소자의 주요 구성을 살펴보면, 기판 상에 하부 광원으로부터 빛을 받아들이는 윈도우(8, window)가 구성되어있고, 윈도우(8)를 통해서 들어온 빛을 반사시키는 피사체(미도시)가 광 감지소자(100) 상에 위치하고, 피사체에 반사되는 빛을 감지하여 전류를 생성하는 광 감지용 박막 트랜지스터(6)가 위치한다.1 is a plan view of one pixel of a general thin film transistor type photosensitive device. As shown in FIG. 1, the main configuration of the thin film transistor type photosensitive device includes a window 8 that receives light from a lower light source on a substrate, and receives light entering through the window 8. A reflective object (not shown) is positioned on the photosensitive device 100, and a light sensing thin film transistor 6 for generating current by sensing light reflected from the subject is positioned.
상기의 광 감지용 박막 트랜지스터(6, 이하 센서 박막 트랜지스터라 한다)에 의해 흐르는 광전류는 스토리지 캐패시터(4)에 축적되고, 스토리지 캐패시터(4)에 축적된 전하는 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(2, 이하 스위칭 박막 트랜지스터라 칭한다)에 의해 외부의 구동회로(미도시)로 보내어 진다. 또한, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(2)는 빛을 차단하기 위해 별도의 차광막(9)이 반도체층 상에 위치한다.The photocurrent flowing through the photosensitive thin film transistor 6 (hereinafter referred to as a sensor thin film transistor) is accumulated in the storage capacitor 4 and the charge stored in the storage capacitor 4 is a thin film transistor 2, which serves as a switching. By a switching thin film transistor) to an external driving circuit (not shown). In addition, in the switching thin film transistor 2, a separate light blocking film 9 is disposed on the semiconductor layer to block light.
상기 광 감지소자(100)는 빛을 받아 피사체에 반사되는 빛을 감지하는 구조를 취하고 있기 때문에 소정의 크기 이상의 면적을 차지하는 윈도우(8)는 필수적이다.Since the photosensitive device 100 has a structure for sensing light reflected from a subject by receiving light, a window 8 occupying an area of a predetermined size or more is essential.
또한, 피사체에 반사된 빛의 세기에 의해 생기는 광전류를 저장하는 수단인 스토리지 캐패시터(4)도 소정의 용량을 유지해야 하기 때문에, 이 또한 소정의 면적을 차지하고 있다. 상기 스토리지 캐패시터(4)는 제 1 스토리지 전극(30)과 제 2 스토리지 전극(34), 그리고 제 1 스토리지 전극(30)에 연결된 스토리지 배선(30')으로 구성된다.In addition, since the storage capacitor 4, which is a means for storing the photocurrent generated by the intensity of light reflected by the subject, must also maintain a predetermined capacity, this also occupies a predetermined area. The storage capacitor 4 includes a first storage electrode 30, a second storage electrode 34, and a storage wiring 30 ′ connected to the first storage electrode 30.
한편, 도 1의 한 픽셀에 대한 평면도에서 Ⅱ-Ⅱ'로 자른 단면도인 도 2를 참조하여 상세히 설명하면, 먼저 기판(1) 상에 스위칭 박막 트랜지스터(2)와 스토리지 캐패시터(4) 센서 박막 트랜지스터(6) 영역에 각각 제 1 금속층(20)(30)(40)이 위치하게 된다. 상기 제 1 금속층은 스위치 게이트 전극(20), 제 1 스토리지 캐패시터(30), 센서 게이트 전극(40)으로 구성된다.Meanwhile, referring to FIG. 2, which is a cross-sectional view taken along line II-II 'in a plan view of one pixel of FIG. 1, first, a switching thin film transistor 2 and a storage capacitor 4 sensor thin film transistor on a substrate 1 are described. In the region (6), the first metal layers 20 and 30 and 40 are respectively located. The first metal layer includes a switch gate electrode 20, a first storage capacitor 30, and a sensor gate electrode 40.
또한, 제 1 금속층 상에(20)(30)(40) 절연층(32)이 위치하고, 절연층(32) 상에는 비정질 실리콘과 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 증착하고 패터닝하여 스위칭 박막 트랜지스터부분(2)과 센서 박막 트랜지스터부분(6)에 각각 스위치 반도체층(26), 센서 반도체층(46)이 형성된다.In addition, the insulating layer 32 is disposed on the first metal layer 20, 30, 40, and the switching thin film transistor portion 2 is deposited and patterned on the insulating layer 32 by containing amorphous silicon and impurities. ) And the sensor semiconductor layer 26 and the sensor semiconductor layer 46 are formed in the sensor thin film transistor portion 6, respectively.
또한, 제 2 금속층을 증착하고 패터닝하여 스위칭 박막 트랜지스터(2)의 스위치 소스 및 드레인 전극(22)(24)과 스토리지 캐패시터부분(4)의 제 2 스토리지 전극(34) 그리고, 센서 박막 트랜지스터부분(6)의 센서 소스 및 드레인 전극(42)(44)을 형성한다. 그리고 각각의 광 감지소자의 구성요소인 스위칭 박막 트랜지스터(2)와 스토리지 캐패시터(4) 센서 박막 트랜지스터(6)를 습기나 외부의 불순물로부터 보호하기 위해 절연막(16)과 보호층(10)을 형성한다. 이때, 상기 절연막(16)과 보호층(10)은 무기절연막 또는 유기절연막을 사용한다. 즉, 무기절연막은 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiO2)등을 사용하고, 유기절연막으로는 BCB, 아크릴 등이 사용된다.In addition, the second metal layer is deposited and patterned so that the switch source and drain electrodes 22 and 24 of the switching thin film transistor 2 and the second storage electrode 34 of the storage capacitor portion 4 and the sensor thin film transistor portion ( The sensor source and drain electrodes 42 and 44 of 6) are formed. The insulating film 16 and the protective layer 10 are formed to protect the switching thin film transistor 2 and the storage capacitor 4 sensor thin film transistor 6, which are components of each photosensitive device, from moisture or external impurities. do. In this case, the insulating layer 16 and the protective layer 10 use an inorganic insulating layer or an organic insulating layer. That is, an inorganic insulating film uses a silicon nitride film (SiN x ), a silicon oxide film (SiO 2 ), or the like, and BCB, acrylic, or the like is used as an organic insulating film.
상기 센서 박막 트랜지스터(6)는 오프 상태(off state)에서 빛에 의한 광전류에 의해서 동작하기 때문에, 오프 상태를 유지하기 위하여 센서 게이트 전극(40)에는 항상 음의 전압(negative voltage)이 인가된다.Since the sensor thin film transistor 6 operates by a photocurrent caused by light in an off state, a negative voltage is always applied to the sensor gate electrode 40 to maintain the off state.
또한, 빛에 의해 생성된 광전류는 센서 박막 트랜지스터(6)의 센서 소스 전극(42)을 통해 스토리지 캐패시터(4)의 제 2 스토리지 전극(34)으로 흐르게되어 스토리지 캐패시터(4)에 저장된다.In addition, the photocurrent generated by the light flows through the sensor source electrode 42 of the sensor thin film transistor 6 to the second storage electrode 34 of the storage capacitor 4 and is stored in the storage capacitor 4.
또한, 외부에서 제어하는 바이어스 전압이 스위칭 박막 트랜지스터(2)의 게이트 전극(20)에 인가되면 스토리지 캐패시터(4)에 저장된 전하는 스위칭 박막 트랜지스터(2)의 스위치 드레인 전극(24)을 통해 스위치 소스 전극(22)으로 방출된다.In addition, when an externally controlled bias voltage is applied to the gate electrode 20 of the switching thin film transistor 2, the charge stored in the storage capacitor 4 is switched through the switch drain electrode 24 of the switching thin film transistor 2. To 22.
상기 센서 박막 트랜지스터의 광 효율에 미치는 중요한 인자는 윈도우(8)에서 투과되는 빛의 양이다.An important factor on the light efficiency of the sensor thin film transistor is the amount of light transmitted through the window 8.
또한, 광 감지소자의 원활한 동작 즉, 선명한 영상을 얻기 위해서는 신호 대 잡음비(S/N)가 커야 한다.In addition, the signal-to-noise ratio (S / N) needs to be large for smooth operation of the photosensitive device, that is, to obtain a clear image.
그리고, 상기 센서 박막 트랜지스터에서 생성되는 광전류가 커야하고, 스위칭 박막 트랜지스터의 스위칭 동작이 빨라야 한다.In addition, the photocurrent generated in the sensor thin film transistor should be large, and the switching operation of the switching thin film transistor should be fast.
그러나, 종래의 광 감지소자는 스토리지 캐패시터(4)를 구성하고 있는 제 1 스토리지 전극(30)에 상기 스토리지 캐패시터(4)에 전원을 공급하기 위한 스토리지 배선(30')이 형성되어, 하부광원의 빛이 투과되는 영역을 가리고 있다. 이에 따라, 윈도우(8)의 영역이 감소하여 센서 박막 트랜지스터(6)로 입사되는 빛의 양이 작게된다.However, in the conventional photosensitive device, the storage wiring 30 ′ for supplying power to the storage capacitor 4 is formed at the first storage electrode 30 constituting the storage capacitor 4, thereby providing a lower light source. It covers the area where light is transmitted. As a result, the area of the window 8 is reduced to reduce the amount of light incident on the sensor thin film transistor 6.
또한, 스토리지 캐패시터(4)의 정전용량이 상기 스토리지 배선(30')에 의해 감소하게 되고, 이로 인해 S/N 비율이 감소할 수 있다. 이에 따라 광 감지소자의 감지능력이 저하되며, 원하는 영상을 얻을 수 없게된다.In addition, the capacitance of the storage capacitor 4 is reduced by the storage wiring 30 ′, thereby reducing the S / N ratio. As a result, the sensing ability of the photosensitive device is degraded, and a desired image cannot be obtained.
상술한바와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은, 스토리지 캐패시터의구조를 간단히 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention aims to simplify the structure of a storage capacitor.
또한, 박막 트랜지스터형 광 감지소자에 있어서, 센서 박막 트랜지스터에서 생성되는 광전류를 증가시켜 신호대 잡음비(S/N)를 개선하는데 그 목적이 있다.In addition, in the thin film transistor type photosensitive device, the purpose is to improve the signal-to-noise ratio (S / N) by increasing the photocurrent generated in the sensor thin film transistor.
또한, 스토리지 캐패시터에 저장된 전하를 스위칭하는 속도를 개선하는데 그 목적이 있다.It is also an object to improve the speed of switching the charge stored in the storage capacitor.
또한, 빛을 투과시키는 윈도우의 면적을 증가하여 신호 대 잡음비를 개선하는데 그 목적이 있다.In addition, the object is to improve the signal-to-noise ratio by increasing the area of the light transmitting window.
또한, 본 발명은 제 1 스토리지 전극의 설계를 달리하여 스토리지 캐패시터의 정전용량을 증가시키는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to increase the capacitance of the storage capacitor by changing the design of the first storage electrode.
도 1은 종래의 광 감지소자의 한 픽셀을 나타내는 평면도.1 is a plan view showing one pixel of a conventional photosensitive device.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'를 자른 단면을 나타내는 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제작된 광 감지소자의 한 픽셀을 나타내는 평면도.3 is a plan view showing one pixel of the photosensitive device fabricated in accordance with the first embodiment of the present invention;
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제작된 도 3의 Ⅳ-Ⅳ'부분을 자른 단면의 제작 공정을 나타내는 공정도.Figures 4a to 4d is a process diagram showing the manufacturing process of the cross-section cut section IV-IV 'of Figure 3 produced according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 제작된 광 감지소자의 한 픽셀을 나타내는 평면도.5 is a plan view showing one pixel of a photosensitive device fabricated in accordance with a second embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ'를 자른 단면을 나타내는 단면도.6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI ′ of FIG. 5.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 기판 (Glass) 170 : 스위치 게이트 배선1: Glass 170: Switch Gate Wiring
180 : 센서 게이트 배선 182 : 스위치 소스 배선180: sensor gate wiring 182: switch source wiring
184 : 센서 드레인 배선 102 : 스위치 게이트 전극184: sensor drain wiring 102: switch gate electrode
104 : 제 1 스토리지 전극 106 : 센서 게이트 전극104: first storage electrode 106: sensor gate electrode
108 : 제 1 절연막 110a : 스위치 반도체층108: first insulating film 110a: switch semiconductor layer
110b : 센서 반도체층 114 : 스위치 소스 전극110b: sensor semiconductor layer 114: switch source electrode
116 : 스위치 드레인 전극 118 : 제 2 스토리지 전극116: switch drain electrode 118: second storage electrode
120 : 센서 소스 전극 122 : 센서 드레인 전극120: sensor source electrode 122: sensor drain electrode
124 : 제 2 절연막 126 : 차광막124: second insulating film 126: light shielding film
128 : 보호층 A : 스위칭 박막 트랜지스터128: protective layer A: switching thin film transistor
B : 스토리지 캐패시터 C : 센서 박막 트랜지스터B: storage capacitor C: sensor thin film transistor
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 실시예에서는 서로 일정간격 이격하여 평행하게 배선을 이루며 형성된 스위칭 게이트 전극 및 센서 게이트 전극과; 상기 센서 게이트 전극으로부터 확장되어 일정면적을 갖는 제 1 스토리지 전극과; 상기 두 게이트 전극과 교차하며 서로 일정간격 이격하여 형성된 소스 및 드레인 배선과; 상기 소스 배선으로부터 분기하여 상기 스위칭 게이트 전극과 일부 오버랩되는 스위칭 소스 전극과; 상기 드레인 배선으로부터 분기하여 센서 게이트 전극과 일부 오버랩되는 센서 드레인 전극과; 상기 스위칭 게이트 전극과 일부 오버랩하여 스위칭 드레인 전극을 형성하고, 센서 게이트 전극과 오버랩하여 센서 소스 전극을 형성하며, 상기 스토리지 제 1 전극에 대응하는 제 2 스토리지 전극과; 스위칭 및 센서 박막 트랜지스터의 채널의 너비가 상기 제 2 스토리지 전극과 상기 소스 및 드레인 배선 사이의 이격된 부분을 제외한 나머지 부분으로 정의되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터형 광 감지소자에 관해 개시하고 있다.또한, 상기 제 2 스토리지 전극은 채널의 너비 방향으로 상기 제 1 스토리지 전극보다 작은 것을 특징으로 한다.또한, 상기 센서 드레인 전극 하측에는 빛을 투과시키는 윈도우를 더욱 포함한다.In order to achieve the above object, a first embodiment of the present invention includes: a switching gate electrode and a sensor gate electrode formed in parallel to be spaced apart from each other by a predetermined distance; A first storage electrode extending from the sensor gate electrode and having a predetermined area; Source and drain wiring crossing the gate electrodes and spaced apart from each other by a predetermined distance; A switching source electrode branching from the source wiring and partially overlapping with the switching gate electrode; A sensor drain electrode branching from the drain wiring and partially overlapping with the sensor gate electrode; A second storage electrode partially overlapping the switching gate electrode to form a switching drain electrode, and overlapping a sensor gate electrode to form a sensor source electrode, the second storage electrode corresponding to the storage first electrode; A thin film transistor type photosensitive device is disclosed in which a width of a channel of a switching and sensor thin film transistor is defined as a remaining portion except for a spaced portion between the second storage electrode and the source and drain wirings. The second storage electrode may be smaller than the first storage electrode in a width direction of the channel. The second storage electrode may further include a window through which light passes.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에서는 제 1 스토리지 전극과 상기 제 1 스토리지 전극보다 작게 형성된 제 2 스토리지 전극을 포함하며 전하를 축적하는 스토리지 캐패시터와; 스위치 게이트 전극과 스위치 소스 배선의 일측에 형성된 스위치 소스 전극과 드레인 전극을 포함하고, 상기 스토리지 캐패시터에 축적된 전하의 방출을 제어하는 스위칭 박막 트랜지스터와; 빛을 받아 광전류를 생성하여 상기 스토리지 캐패시터로 전하를 공급하며, 센서 게이트 전극과 센서 드레인 배선의 일측에 형성된 센서 드레인 전극과 센서 소스 전극을 포함하고, 채널의 너비가 실질적으로 상기 스위치 소스 배선과 상기 센서 드레인 배선과, 상기 스위치 소스 배선 및 상기 센서 드레인 배선과 상기 제 2 스토리지 전극 사이의 이격된 부분을 제외한 나머지 부분으로 정의되는 센서 박막 트랜지스터와; 빛을 투과시키는 윈도우를 포함하는 박막 트랜지스터형 광 감지소자를 개시하고 있다.In addition, a second embodiment of the present invention includes a storage capacitor including a first storage electrode and a second storage electrode formed smaller than the first storage electrode and accumulating charge; A switching thin film transistor including a switch source electrode and a drain electrode formed on one side of the switch gate electrode and the switch source wiring, and for controlling the emission of charge accumulated in the storage capacitor; It receives light to generate a photocurrent to supply charge to the storage capacitor, and includes a sensor drain electrode and a sensor source electrode formed on one side of the sensor gate electrode and the sensor drain wiring, the channel width is substantially the width of the switch source wiring and the A sensor thin film transistor including a sensor drain wiring and a portion other than a spaced portion between the switch source wiring and the sensor drain wiring and the second storage electrode; A thin film transistor type photosensitive device including a window through which light is transmitted is disclosed.
또한, 본 발명에서는 빛을 투과시키는 윈도우와; 센서 게이트 배선과 상기 게이트 배선의 일측에 형성된 게이트 전극을 포함하고, 상기 윈도우를 투과한 빛에 의해 광전류를 생성하는 센서 박막 트랜지스터와; 상기 센서 게이트 배선과 전기적으로 연결된 제 1 스토리지 전극과 제 2 스토리지 전극을 포함하고, 상기 센서 박막 트랜지스터에 의해 생성된 광전류를 전하의 형태로 저장하는 스토리지 캐패시터와; 상기 스토리지 캐패시터에 저장된 전하의 방출을 제어하는 스위칭 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터형 광 감지소자에 관해 개시하고 있다.In addition, the present invention and the window for transmitting light; A sensor thin film transistor including a sensor gate wiring and a gate electrode formed on one side of the gate wiring, and generating a photocurrent by light passing through the window; A storage capacitor including a first storage electrode and a second storage electrode electrically connected to the sensor gate wiring, and storing the photocurrent generated by the sensor thin film transistor in the form of a charge; A thin film transistor type photosensitive device including a switching thin film transistor for controlling emission of charge stored in the storage capacitor is disclosed.
또한, 상기 센서 게이트 배선과 상기 제 1 스토리지 전극은 동일 금속인 것을 특징으로 한다.The sensor gate wire and the first storage electrode may be made of the same metal.
또한, 상기 센서 게이트 전극과 상기 제 1 스토리지 전극은 전위차가 동일한 것을 특징으로 한다.The sensor gate electrode and the first storage electrode may have the same potential difference.
게다가, 본 발명은 기판을 구비하는 단계와; 상기 기판 상에 제 1 금속층의 스위치 게이트 전극과 센서 게이트 전극과, 상기 센서 게이트 전극과 전기적으로 접촉하도록 제 1 스토리지 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 금속층 및 기판 상에 제 1 절연막을 증착하는 단계와; 상기 스위치 및 센서 게이트 전극 상에 각각 스위치 및 센서 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층 상에 제 2 금속층의 스위치 소스/드레인 전극 및 센서 소스/드레인 전극과, 상기 스위치 드레인 전극 및 상기 센서 소스 전극과 전기적으로 연결되도록 제 2 스토리지 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 금속층 및 기판 상에 제 2 절연막을 형성하는 단계와; 상기 스위치 반도체층 상의 제 2 절연막 위에 차광막을 형성하는 단계와; 상기 차광막 및 기판 상에 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터형 광 감지소자 제조방법에 관해 개시하고 있다.In addition, the present invention includes the steps of providing a substrate; Forming a switch gate electrode and a sensor gate electrode of a first metal layer on the substrate, and a first storage electrode to be in electrical contact with the sensor gate electrode; Depositing a first insulating film on the first metal layer and the substrate; Forming a switch and a sensor semiconductor layer on the switch and the sensor gate electrode, respectively; Forming a second storage electrode on the semiconductor layer to be electrically connected to the switch source / drain electrode and the sensor source / drain electrode of the second metal layer, and the switch drain electrode and the sensor source electrode; Forming a second insulating film on the second metal layer and the substrate; Forming a light shielding film on a second insulating film on the switch semiconductor layer; A method of manufacturing a thin film transistor-type photosensitive device including forming a protective film on the light blocking film and the substrate is disclosed.
또한, 상기 제 1 스토리지 전극은 상기 센서 게이트 전극과 동일 금속층인 것을 특징으로 한다.The first storage electrode may be the same metal layer as the sensor gate electrode.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 구성과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation according to the embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
제 1 실시예First embodiment
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 박막 트랜지스터형 광 감지소자의 한 픽셀에 대한 평면도를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ'으로 자른 단면의 공정을 나타내는 공정도이다.3 is a plan view illustrating one pixel of the thin film transistor type photosensitive device according to the first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a process diagram illustrating a cross section taken along the line IV-IV ′ of FIG. 3. .
먼저 도 3에 관해 설명하면 기판 상에 스위칭 박막 트랜지스터(E)가 픽셀의 한쪽 변에 형성되고, 스위칭 박막 트랜지스터(E)와 마주보는 변을 따라 센서 박막 트랜지스터(G)가 형성된다. 또한, 스토리지 캐패시터(F)가 스위칭 박막 트랜지스터(E)와 센서 박막 트랜지스터(G)의 사이에 형성된다. 그리고 빛을 받아들이는 윈도우(H)가 센서 박막 트랜지스터와 인접한 곳에 형성된다. 일반적인 광 감지소자는 빛이 투과되는 구조이기 때문에 투명한 유리 기판을 사용한다.First, referring to FIG. 3, the switching thin film transistor E is formed on one side of the pixel on the substrate, and the sensor thin film transistor G is formed along the side facing the switching thin film transistor E. FIG. In addition, the storage capacitor F is formed between the switching thin film transistor E and the sensor thin film transistor G. A window H for receiving light is formed adjacent to the sensor thin film transistor. A general photosensitive device uses a transparent glass substrate because it is a structure that transmits light.
도 3의 각각의 구성요소를 그 구성에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Each component of FIG. 3 will be described in detail according to the configuration thereof.
먼저 스위칭 박막 트랜지스터(E)의 구성을 살펴보면, 스위치 게이트전극(60)과 그 상에 도시되지는 않았지만 게이트 절연막과 그 상에 반도체층(52b)이 형성되고, 그리고 제 2 스토리지 전극(62)과 연결된 스위치 드레인 전극(84)과, 외부 구동회로와 연결된 소스 배선(80)과 접촉되어있는 스위치 소스 전극(82)이 형성된다. 광 감지소자의 원활한 스위칭을 위해 상기 스위칭 박막 트랜지스터(E)는 채널 너비(width)를 크게 하여 구성한다.First, referring to the configuration of the switching thin film transistor E, the gate insulating film and the semiconductor layer 52b are formed on the switch gate electrode 60 and not shown thereon, and the second storage electrode 62 and The connected switch drain electrode 84 and the switch source electrode 82 in contact with the source wiring 80 connected to the external driving circuit are formed. In order to smoothly switch the photosensitive device, the switching thin film transistor E is configured to increase the channel width.
또한, 센서 박막 트랜지스터(G)는 센서 게이트 전극(50)과 반도체층(52a), 드레인 배선(70)에 연결된 센서 드레인 전극(72), 센서 소스 전극(74)으로 구성된다.In addition, the sensor thin film transistor G includes a sensor gate electrode 50, a semiconductor layer 52a, a sensor drain electrode 72 connected to the drain wiring 70, and a sensor source electrode 74.
그리고, 스토리지 캐패시터(F)는 센서 게이트 전극(50)과 연결된 제 1 스토리지 전극(64)과, 그 상에 위치한 유전 물질과(미도시), 제 2 스토리지 전극(62)으로 구성되며 광전류를 전하의 형태로 저장한다. 즉, 피사체의 영상 정보를 저장한다. 광 감지소자의 원활한 동작과 광전류를 많이 생성하기 위해 상기 센서 박막 트랜지스터(G)는 채널 너비(width)를 크게 하여 구성한다.The storage capacitor F includes a first storage electrode 64 connected to the sensor gate electrode 50, a dielectric material (not shown), and a second storage electrode 62 disposed thereon to charge a photocurrent. Save in the form of. That is, image information of the subject is stored. The sensor thin film transistor G is configured to increase the channel width in order to smoothly operate the photosensitive device and generate a large number of photocurrents.
도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ'으로 자른 단면의 공정을 나타내는 공정도인 도 4a 내지 도 4d에 대해 설명하면, 먼저 도 4a에서 보는 바와 같이, 기판(1) 상에 금속층을 증착하고 패터닝 하여 스위칭 박막 트랜지스터부(E)의 스위치 게이트 전극(60)과 스토리지 캐패시터부(F)의 제 1 스토리지 전극(64), 센서 박막 트랜지스터부(G)의 센서 게이트 전극(50)등의 제 1 금속층을 형성한다. 이 때, 제 1 금속층으로 사용되는 금속은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al)합금, 티타늄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W), 구리(Cu)등을 사용할 수 있다.Referring to FIGS. 4A to 4D, which are process diagrams illustrating a process of a cross section taken along cut line IV-IV ′ of FIG. 3, first, as shown in FIG. 4A, a metal layer is deposited and patterned on the substrate 1 to form a switching thin film. A first metal layer is formed such as the switch gate electrode 60 of the transistor portion E, the first storage electrode 64 of the storage capacitor portion F, the sensor gate electrode 50 of the sensor thin film transistor portion G, and the like. . In this case, the metal used as the first metal layer may be chromium (Cr), molybdenum (Mo), aluminum (Al) alloy, titanium (Ti), tin (Sn), tungsten (W), copper (Cu) and the like. have.
도 4b는 상기 제 1 금속층 상에 반도체층을 증착하는 단계로 먼저, 절연막(92)과 비정질 실리콘, 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 소정의 두께로 연속해서 증착하고, 각각 스위치 반도체층(52b) 및 센서 반도체층(52a)을 형성한다.4B is a step of depositing a semiconductor layer on the first metal layer. First, an insulating film 92, amorphous silicon, and amorphous silicon containing impurities are successively deposited to a predetermined thickness, respectively, and the switch semiconductor layer 52b and The sensor semiconductor layer 52a is formed.
이 때, 센서 박막 트랜지스터(G) 및 스위칭 박막 트랜지스터(E)부의 절연막(92)은 게이트 절연막이라 하고, 스토리지 캐패시터부(F)의 제 1 스토리지 전극(64) 상의 절연막(92)은 유전물질이라 한다. 상기 절연막(92)은 실리콘 질화막(SiNx)과 실리콘 산화막(SiO2)등의 무기 절연막이나, 경우에 따라서는 BCB(Benzocyclobutene), 아크릴 등과 같은 유기절연막이 쓰인다.In this case, the insulating film 92 of the sensor thin film transistor G and the switching thin film transistor E is called a gate insulating film, and the insulating film 92 on the first storage electrode 64 of the storage capacitor part F is a dielectric material. do. The insulating film 92 is an inorganic insulating film such as a silicon nitride film (SiNx) or a silicon oxide film (SiO 2 ), but in some cases, an organic insulating film such as benzocyclobutene (BCB) or acryl is used.
다음에는 제 2 금속층을 형성하는 단계로, 도 4c에 나타낸바와 같이 스위칭 박막 트랜지스터(E)의 스위치 소스 전극(82) 및 스위치 드레인 전극(84)과 스토리지 캐패시터(F)의 제 2 스토리지 전극(62) 및 센서 박막 트랜지스터(G)의 센서 소스 전극(74) 및 센서 드레인 전극(72)을 형성한다. 상기 제 2 금속층은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al)합금, 티타늄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W), 구리(Cu)등을 사용할 수 있다.Next, as a second metal layer is formed, the switch source electrode 82 and the switch drain electrode 84 of the switching thin film transistor E and the second storage electrode 62 of the storage capacitor F, as shown in FIG. 4C. ) And the sensor source electrode 74 and the sensor drain electrode 72 of the sensor thin film transistor G are formed. The second metal layer may be chromium (Cr), molybdenum (Mo), aluminum (Al) alloy, titanium (Ti), tin (Sn), tungsten (W), copper (Cu) and the like.
상기 제 2 금속층의 패터닝 후에 보호층(94)을 형성하는 단계로 이는 외부의 불순물이나 충격으로부터 그 하부에 형성된 소자(E, F, G)를 보호하기 위함이다.After the patterning of the second metal layer, the protective layer 94 is formed to protect the devices E, F, and G formed thereunder from external impurities or impacts.
상기 보호층(94) 형성 후에 스위칭 박막 트랜지스터(E) 상에 차광막(96)을 형성하는데, 이는 외부의 빛에 의해 스위칭 박막 트랜지스터(E)가 열화(degradation) 되는 것을 방지하기 위함이다(도 4d).After the protective layer 94 is formed, a light shielding film 96 is formed on the switching thin film transistor E to prevent the switching thin film transistor E from being degraded by external light (FIG. 4D). ).
상기 보호층(94)은 실리콘 질화막과 실리콘 산화막 등의 무기 절연막이나, 경우에 따라서는 BCB, 아크릴 등과 같은 유기절연막이 쓰인다. 또한 차광막(96)으로는 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al)합금, 티타늄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W), 구리(Cu)등의 금속이 쓰인다.The protective layer 94 is an inorganic insulating film such as a silicon nitride film and a silicon oxide film, or an organic insulating film such as BCB, acrylic or the like is used in some cases. As the light shielding film 96, metals such as chromium (Cr), molybdenum (Mo), aluminum (Al) alloy, titanium (Ti), tin (Sn), tungsten (W), and copper (Cu) are used.
도시하지는 않았지만 상기 차광막(96) 형성 후에, 최종적으로 보호층을 증착 하여 평탄화 시키는 단계로, 이것은 소자(E, F, G)를 보호하기 위함으로 실리콘 질화막과 실리콘 산화막 등의 무기 절연막이나, 경우에 따라서는 BCB, 아크릴 등과 같은 유기절연막이 쓰인다.Although not shown, after the light shielding film 96 is formed, a protective layer is finally deposited and planarized to protect the devices E, F, and G. In order to protect the devices E, F, and G, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film and a silicon oxide film, Therefore, an organic insulating film such as BCB, acrylic or the like is used.
상술한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따라 광 감지소자를 형성할 경우, 광 감지소자의 센서 박막 트랜지스터(G) 및 스위칭박막 트랜지스터(E)의 채널 너비(channel width)가 커짐으로 인해 채널을 따라 흐르는 전류의 양이 많아지게 된다. 따라서, 스위칭 박막 트랜지스터(E)는 온(on) 상태에서의 전류가 커지게 되고 전계효과 이동도(field effect mobility)가 증가하여 스위칭 속도가 개선되며, 센서 박막 트랜지스터(G)는 빛을 감지하는 면적과 전류를 형성하는 면적이 커짐으로써 많은 양의 광전류를 형성할 수 있다. 따라서 동작속도의 개선과 함께 신호 대 잡음비(signal vs noise ratio)를 증가시킬 수 있다.As described above, in the case of forming the photosensitive device according to the first embodiment of the present invention, the channel width of the sensor thin film transistor G and the switching thin film transistor E of the photosensitive device is increased due to the increase in the channel width. The amount of current flowing along this increases. Accordingly, the switching thin film transistor E increases the current in the on state and increases the field effect mobility, thereby improving the switching speed, and the sensor thin film transistor G detects light. By increasing the area and the area forming the current, a large amount of photocurrent can be formed. Therefore, the signal-to-noise ratio can be increased with the improvement of the operation speed.
또한, 빛을 받아들이는 윈도우(H)의 면적이 커짐으로 인해 광원의 약한 빛으로도 영상을 감지할 수 있어 광원의 선택에 있어서도 특수한 광원을 사용하지 않아도 되므로 선별이 용이한 장점이 있다.In addition, since the area of the window (H) for receiving light is increased, the image can be detected even by the weak light of the light source, so that selection of the light source does not require the use of a special light source.
제 2 실시예Second embodiment
본 발명의 제 1 실시예는 센서 박막 트랜지스터 채널 너비를 조절하여 광전류의 생성을 원활하게 한 구조의 광 감지소자를 개시하고 있으나, 본 발명의 제 2 실시예에서는 종래의 광 감지소자에서 스토리지 배선을 제거하여 빛을 투과시키는 윈도우 면적의 확장을 목적으로 한다.The first embodiment of the present invention discloses an optical sensing device having a structure that facilitates generation of photocurrent by adjusting a width of a sensor thin film transistor channel. The purpose is to extend the window area to remove and transmit light.
그리고, 본 발명은 상기 종래의 광 감지소자와 비교해서 새로운 구조의 설계를 도입하여 스토리지 캐패시터를 형성함으로써, 스토리지 캐패시터의 정전용량을 증가시키는 것이다.In addition, the present invention is to increase the capacitance of the storage capacitor by introducing a design of a new structure compared to the conventional photosensitive device to form a storage capacitor.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 트랜지스터형 광 감지소자를 상세히 설명한다.Hereinafter, a thin film transistor type photosensitive device according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 박막 트랜지스터형 광 감지소자에서 센서 박막 트랜지스터부분을 나타낸 평면도이고, 도 5의 절단선 Ⅵ-Ⅵ'로 자른 단면도를 도 6에 도시하고 있다.FIG. 5 is a plan view illustrating a sensor thin film transistor portion of a thin film transistor type photosensitive device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI ′ of FIG. 5.
먼저 도 5에 관해 설명하면 스위치 게이트 배선(170)과 상기 스위치 게이트 배선(170)에 스위치 게이트 전극(102)이 연결되어 있다. 상기 스위치 게이트 전극(102)은 하부 광원으로부터 들어오는 빛을 차단하기 위해 넓게 형성한다. 만일, 스위치 게이트 전극(102)을 넓게 형성하지 않으면 하부 광원(미도시)으로부터 들어온 빛과 피사체(미도시)로부터 반사되어 입사된 빛이 합성되어, 신호 대 잡음비가 감소하여 영상 왜곡(image distortion)현상이 심화되는 결과를 초래할 수 있다.First, referring to FIG. 5, a switch gate electrode 102 is connected to the switch gate wiring 170 and the switch gate wiring 170. The switch gate electrode 102 is formed wide to block the light coming from the lower light source. If the switch gate electrode 102 is not formed wide, the light from the lower light source (not shown) and the light reflected from the subject (not shown) are combined to reduce the signal-to-noise ratio, thereby reducing image distortion. This may result in intensification.
한편, 스위치 게이트 전극(102) 상에는 스위치 반도체층(110a)이 위치한다. 또한, 스위치 소스 배선(182)과 상기 스위치 소스 배선(182)의 일측에 스위치 소스 전극(114)이 형성되어 있다.On the other hand, the switch semiconductor layer 110a is positioned on the switch gate electrode 102. In addition, a switch source electrode 114 is formed on one side of the switch source wiring 182 and the switch source wiring 182.
그리고, 센서 게이트 배선(180)과 그의 일측에 센서 게이트 전극(106)이 형성되며, 상기 센서 게이트 배선(180)과 전기적으로 결합하는 제 1 스토리지 전극(104)이 형성된다. 실질적으로 상기 센서 게이트 배선(180)과 상기 제 1 스토리지 전극(104)은 동일 금속의 동일 패턴으로 형성된다.In addition, a sensor gate electrode 106 is formed on the sensor gate line 180 and one side thereof, and a first storage electrode 104 electrically connected to the sensor gate line 180 is formed. Substantially, the sensor gate wiring 180 and the first storage electrode 104 are formed in the same pattern of the same metal.
상기 센서 게이트 전극(106) 상에는 센서 반도체층(110b)이 형성되며, 센서 드레인 배선(184)과 그 일측에 형성된 센서 드레인 전극(122)이 상기 센서 반도체층(110b)과 오버랩(overlap) 되어 형성된다.The sensor semiconductor layer 110b is formed on the sensor gate electrode 106, and the sensor drain wire 184 and the sensor drain electrode 122 formed on one side thereof overlap with the sensor semiconductor layer 110b. do.
또한, 제 2 스토리지 전극(118)이 스위치 드레인 전극(116) 및 센서 소스 전극(120)과 전기적으로 결합되게 형성되며, 상기 제 1 스토리지 전극과 오버랩되어 있다.In addition, the second storage electrode 118 is formed to be electrically coupled with the switch drain electrode 116 and the sensor source electrode 120, and overlaps the first storage electrode.
상기 센서 드레인 배선(184)과 센서 드레인/소스 전극(122, 120), 제 2 스토리지 캐패시터(118), 스위치 소스 배선(182)과 스위치 소스/드레인 전극(114, 116)은 동일 금속층으로 형성된다.The sensor drain wiring 184, the sensor drain / source electrodes 122 and 120, the second storage capacitor 118, the switch source wiring 182 and the switch source / drain electrodes 114 and 116 are formed of the same metal layer. .
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터형 광 감지소자의 제조공정을 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of a thin film transistor type photosensitive device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6.
먼저, 게이트 패턴을 형성한다. 기판(1) 상에 제 1 금속층을 증착하고 패터닝 하여 스위치 게이트 전극(102)과, 센서 게이트 전극(106) 및 상기 센서 게이트전극(106)과 전기적으로 접촉하게끔 제 1 스토리지 캐패시터(104)를 형성한다.First, a gate pattern is formed. Depositing and patterning a first metal layer on the substrate 1 to form a first storage capacitor 104 in electrical contact with the switch gate electrode 102, the sensor gate electrode 106, and the sensor gate electrode 106. do.
다음에, 상기 제 1 금속층 및 기판(1) 상에 제 1 절연막(108)을 증착하고 순차적으로 비정질 실리콘 및 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 증착한 후에, 상기 스위치 게이트 및 센서 게이트 전극(102, 106) 상부의 제 1 절연막(108) 위에 각각 스위치 반도체층(110a) 및 센서 반도체층(110b)을 형성한다.Next, after depositing a first insulating film 108 on the first metal layer and the substrate 1 and sequentially depositing amorphous silicon and amorphous silicon containing impurities, the switch gate and sensor gate electrodes 102 and 106. The switch semiconductor layer 110a and the sensor semiconductor layer 110b are formed on the first insulating film 108 on the upper side of the substrate.
다음 공정은 전극을 형성하는 단계로, 제 2 금속층으로 스위치 소스 전극(114)과, 스위치 드레인 전극(116) 및 센서 드레인 전극(122)과 센서 소스 전극(120)을 형성한다. 그리고, 상기 센서 소스 전극(120)과 연결되고, 상기 스위치 드레인 전극(116)과 접촉되는 제 2 스토리지 전극(118)을 상기 제 1 스토리지 전극(104) 상에 형성한다.The next process is to form an electrode, wherein the switch source electrode 114, the switch drain electrode 116, the sensor drain electrode 122, and the sensor source electrode 120 are formed of the second metal layer. In addition, a second storage electrode 118 connected to the sensor source electrode 120 and in contact with the switch drain electrode 116 is formed on the first storage electrode 104.
또한, 상술한 각각의 소자를 보호하기 위한 제 2 절연막(124)을 제 2 금속층 상에 형성한다. 상기 제 2 절연막(124)은 외부의 충격이나, 불순물 또는, 습기 등으로부터 소자를 보호하기 위함이다. 또한, 추후 생성될 차광막(126)과 상기 소자의 절연을 위한 층간 절연막(inter layer insulator)의 역할도 함께 한다.In addition, a second insulating film 124 for protecting each element described above is formed on the second metal layer. The second insulating layer 124 is to protect the device from external impact, impurities, moisture, or the like. In addition, it serves as an interlayer insulator for insulating the light-shielding film 126 to be formed later and the device.
최종적으로, 상기 스위치 반도체층(110a) 상의 상기 제 2 절연막 위에 제 3 금속층의 차광막(126)을 형성하고, 상기 차광막(126) 상부에 보호층(128)을 형성함으로써 박막 트랜지스터형 광 감지소자는 구성된다.Finally, by forming the light shielding film 126 of the third metal layer on the second insulating film on the switch semiconductor layer 110a, and forming the protective layer 128 on the light shielding film 126, It is composed.
상기 박막 트랜지스터형 광 감지소자의 기능을 간단히 설명하면 다음과 같다.The function of the thin film transistor type photosensitive device will be described briefly as follows.
먼저 센서 박막 트랜지스터(C)의 반도체층(110b)에 빛이 입사되면, 상기 센서 박막 트랜지스터(C)에서 광전류가 발생한다. 상기 센서 박막 트랜지스터(C)에서 생성된 광전류는 상기 센서 소스 전극(120)을 통해 제 2 스토리지 전극(118)으로 흐르게 되고, 스토리지 캐패시터(B)에 전하의 형태로 저장된다. 상기 스토리지 캐패시터(B)에 저장된 전하는 스위칭 박막 트랜지스터(A)의 상기 스위치 드레인 전극(116)을 통해 상기 스위치 소스 전극(114)으로 흐르게 되고, 외부의 구동회로로 방출된다.First, when light is incident on the semiconductor layer 110b of the sensor thin film transistor C, a photocurrent is generated in the sensor thin film transistor C. The photocurrent generated in the sensor thin film transistor C flows to the second storage electrode 118 through the sensor source electrode 120 and is stored in the storage capacitor B in the form of charge. The charge stored in the storage capacitor B flows to the switch source electrode 114 through the switch drain electrode 116 of the switching thin film transistor A, and is discharged to an external driving circuit.
상술한 본 발명의 제 2 실시예의 단면도인 도 6과 제 1 실시예의 단면도인 도 4d를 비교하면 그 구성은 매우 비슷한 면이 있으나, 평면도의 절단 방향에 따라 달라질 수 있다.Comparing FIG. 6, which is a cross-sectional view of the second embodiment of the present invention, and FIG. 4D, which is a cross-sectional view of the first embodiment, the configuration is very similar, but may vary according to the cutting direction of the plan view.
즉, 제 1 실시에는 스위칭 박막 트랜지스터, 스토리지 캐패시터, 센서 박막 트랜지스터, 윈도우 순으로 배열되지만, 제 2 실시예는 스위칭 박막 트랜지스터, 스토리지 캐패시터 및 윈도우, 센서 박막 트랜지스터 순으로 배열된다.That is, in the first embodiment, the switching thin film transistors, the storage capacitors, the sensor thin film transistors, and the windows are arranged in order, whereas the second embodiment is arranged in the order of the switching thin film transistors, the storage capacitors and the windows, and the sensor thin film transistors.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따라 박막 트랜지스터형 광 감지소자를 제작하면 다음과 같은 효과가 있다.As described above, when the thin film transistor-type photosensitive devices according to the first and second embodiments of the present invention are manufactured, the following effects are obtained.
첫째, 본 발명의 제 1 실시예에 따라 광 감지소자를 제작할 경우 센서 박막 트랜지스터 및 스위칭 박막 트랜지스터의 채널 너비를 크게 함으로써, 센서 박막 트랜지스터는 많은 양의 광전류를 생성할 수 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터 또한 큰 온전류로 인해 스위칭 속도가 증가하여 광 감지소자가 빠른 동작을 할 수 있는장점이 있다.First, when fabricating an optical sensing device according to the first embodiment of the present invention, by increasing the channel widths of the sensor thin film transistor and the switching thin film transistor, the sensor thin film transistor can generate a large amount of photocurrent, and the switching thin film transistor also has a large The on-current increases the switching speed and has the advantage that the photo-sensing device can operate quickly.
둘째, 본 발명의 제 1 실시예의 경우, 약한 하부광원에 의해서도 많은 광전류를 생성할 수 있어, 광원 선택에 있어서 선별이 용이한 장점이 있다.Second, in the case of the first embodiment of the present invention, a large amount of photocurrent can be generated even by a weak lower light source, so that selection of light sources is easy.
셋째, 본 발명의 제 1 실시예의 경우, 센서 박막 트랜지스터에서 생성되는 많은 양의 광전류로 인해 신호대 잡음비(S/N)가 증가하여 선명한 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.Third, in the first embodiment of the present invention, the signal-to-noise ratio (S / N) is increased due to the large amount of photocurrent generated in the sensor thin film transistor, thereby obtaining a clear image.
넷째, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 광 감지소자를 제작할 경우, 제 1 스토리지 전극에 형성되어 전원을 공급하는 스토리지 배선을 제거함으로써, 어레이 기판의 구조를 간단히 할 수 있는 장점이 있다.Fourth, when fabricating the photosensitive device according to the second embodiment of the present invention, the structure of the array substrate can be simplified by removing the storage wiring formed on the first storage electrode and supplying power.
다섯째, 본 발명의 제 2 실시예의 경우, 제거된 스토리지 배선의 영역을 윈도우 또는 스토리지 캐패시터의 면적으로 전용할 수 있는 장점이 있다.Fifth, in the second embodiment of the present invention, there is an advantage that the area of the removed storage wiring can be dedicated to the area of the window or the storage capacitor.
여섯째, 본 발명의 제 2 실시예의 경우, 제 1 스토리지 전극을 센서 게이트 전극과 공용함으로써 스토리지 캐패시터의 정전용량을 증가시켜 신호 대 잡음비(S/N)가 증가되는 장점이 있다.Sixth, in the second embodiment of the present invention, the first storage electrode is shared with the sensor gate electrode to increase the capacitance of the storage capacitor, thereby increasing the signal-to-noise ratio (S / N).
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